Caracterización del estado de los ecosistemas terrestres a través de las variaciones interanuales de RUE (Rain Use Efficiency)

Abstract

[EN] Ecosystems degradation has increased in recent decades and climate change is expected to increase the risk of such processes in the coming years, especially in arid and semi-arid ecosystems. The purpose of this work is to characterize the state of the terrestrial ecosystems of the Spanish mainland and the Balearic Islands through the temporal analysis of the variable RUE (Rain Use Efficiency) during the period 2004-2018. Annual RUE images have been calculated as the quotient between annual gross primary production (GPP) and annual cumulative precipitation (PPT) in a 1 km spatial resolution, and the values have been later normalized. The annual GPP is derived from the daily GPP, obtained using an optimization of the Monteith model and the PPT from daily precipitation images, which are computed by applying a kriging to the data from AEMet network stations. Temporal analysis of the RUE has been made by calculating the slope from a Mann-Kendall test and Sen-Theil method. RUE has been analyzed at three levels of study: at regional level, by vegetation types and at pixel level. The results have shown a negative trend of the normalized RUE (between -0.05 and -0.25 year-1) for most of the area, for the 9 classes of vegetation (the forest classes being the ones that have presented the steepest slopes) and in 5 of the 8 ecosystems analyzed at pixel level. A decline in the RUE indicates some degree of degradation in vegetation cover. From the analysis of the results it has been extracted that the interannual variability of the RUE is largely mediated by precipitation, presenting a negative correlation. On the other hand, it has been observed that GPP has experienced a progressive increase in recent years known as greening process.

[ES] La degradación de los ecosistemas se ha intensificado en las últimas décadas y se prevé que el cambio climático incremente su riesgo, sobre todo en los ecosistemas áridos y semiáridos. El objetivo de este trabajo es la caracterización del estado de los ecosistemas terrestres del territorio español peninsular y las Islas Baleares a través del análisis temporal de la variable RUE (Rain Use Efficiency) durante el periodo 2004-2018. Las imágenes de RUE anual se han calculado como el cociente entre la producción primaria bruta (GPP) anual y la precipitación acumulada (PPT) anual a una resolución espacial de 1 km, y posteriormente se han normalizado los valores. La GPP anual se deriva de la GPP diaria, obtenida por medio de datos satelitales (método de Monteith) y la PPT a partir de las imágenes de precipitación diaria, que proceden de aplicar una interpolación espacial kriging a los datos de las estaciones de la red de AEMet. El análisis temporal de la RUE se ha realizado calculando su pendiente con el test de Mann-Kendall y el método de Sen-Theil. La RUE se ha analizado a tres niveles de estudio: a nivel regional, por tipos de vegetación y a nivel de píxel. Los resultados han mostrado una tendencia negativa de la RUE normalizada (entre -0,05 y -0,25 año–1) para la mayoría del territorio, para las 9 clases de vegetación (siendo las clases forestales las que han presentado las pendientes más acusadas) y en 5 de los 8 ecosistemas analizados a nivel de píxel. Un declive en la RUE indica cierta degradación en la cubierta vegetal. Del análisis de los resultados se ha extraído que la variabilidad interanual de la RUE se encuentra mediada en gran parte por la precipitación (correlación negativa). Se ha observado que la GPP ha experimentado en los últimos años un incremento progresivo conocido como greening.